Abstract
Increasing fuel economy and reducing air pollution have been unavoidable issues in the development of new cars, and one of the important methods is decreasing vehicle weight. Weight can be reduced by using lightweight materials such as aluminum alloy. Dynamic stiffness analysis was performed and compared for different materials for the knuckle for a car. The dynamic stiffness of 6061 aluminum alloy was about 30% higher than that of FCD600 cast iron. Usually, materials that have high dynamic stiffness show excellent vibration resistance because the dynamic stiffness can affect the vibration characteristics. In order to design a lighter and more reliable chassis component using 6061 aluminum alloy (AA6061-T6), a new knuckle shape is suggested by adding section ribs to an existing knuckle model. The effect of each design change on the reliability and component weight was investigated using computer aided engineering (CAE).
연료의 경제성을 증가시키는 것이 신차 개발에 필수불가결한 이슈가 되고 있으며 연료 경제성을 개선하기 위한 가장 중요한 문제는 차량 무게를 감소시키는 것이다. 본 연구에서는 연료 경제성을 증가시키기 위하여 알루미늄 합금 소재와 같은 경량 소재를 사용하여 무게를 감량시키는 것에 관한 연구를 진행하였다. 이를 위하여 너클(knuckle)의 경량화 설계과정을 주철 소재인 기존 재질 대신에 310 MPa 급의 알루미늄 6061-T6 합금으로 대체함으로써 설계 형상의 변경에 따라 von-Mises stress의 변화를 살펴보는 방법을 통하여 제시하고자 한다. 재료의 변화에 따른 너클 동강성 해석결과를 비교하였으며 FCD600 주철 소재 대비 6061 알루미늄 합금으로 설계된 너클의 동강성은 약 30% 내외 더 우수한 것으로 나타났다. 보통 동강성의 경우 진동에도 영향을 주기 때문에 동강성이 큰 경우 진동적으로도 우수한 경향을 나타낸다. 본 연구를 통하여 경량화 설계에 대한 가이드가 되는 성과를 얻을 수 있었으며 차량용 너클 개발을 위한 최적 설계 조건을 제시하는 데 기여하고자 한다.